Оптопары или альтернатива

Коллеги, добрый вечер.

Соседний топик напомнил мне о старом вопросе.
У меня есть такая задача: поймать момент прохождения маленького объекта через определенную точку пространства и быстро замкнуть некоторую электрическую цепь. Для простоты можно считать, что я измеряю дульную скорость пули, и у меня нет возможности использовать большое расстояние для уменьшения относительной ошибки. Временем работы упомянутой цепи можно пренебречь, но ее надо быстро замкнуть.
Порядок скорости объекта 100-200 м/с, хочется поймать его положение с точностью до нескольких миллиметров (то есть это времена порядка десятков мксек). Есть ли у меня вообще шансы на подобную точность? Если да, то что для этого стоит использовать? Оптопары ли? Пролетающий объект можно считать железным (не свинец).

Для общего контекста: в электронике я не силен, но руки растут из плеч

Спасибо!

 

А конструкция стенда какая?

 

Скорость реакции Ардуино Uno/Mega 16 МГц на внешнее прерывание менее 400 наносек (поймал прерывание/подал сигнал на управляющее устройство). Сенсор (оптический, магнитный, электромагнитный) должен обеспечить на порядок меньшее время срабатывания (время нарастания сигнала на выходе от логического нуля до стабильной логической единицы).
Мне кажется, можно использовать даже пару трансформаторов без сердечника и рассматривать исследуемый объект как летающий сердечник. Металлический объект, помещенный внутрь катушек, вызовет изменение ЭДС, наводимого одной катушкой на другой, что довольно легко измерить на ардуине без применения медленного АЦП, но с помощью операционного усилителя и цифрового входа.

Кстати, измерить скорость будет не трудно. Если применить пару сенсоров, размещенных на расстоянии друг от друга (которое больше минимально допустимого, определяемого "скорострельностью" ардуины), достаточно будет засечь № такта процессора при пролете первого датчика и № такта при пролете второго. И вычислить скорость после завершения управляющих действий, поскольку вычисления займут несколько больше времени, чем переключение цепей.
С другой стороны, если стенд достаточно велик, то зная скорость, можно спрогнозировать положение объекта и быть более гибким при решении вашей задачи.
А примените вы Arduino Due, руки будут развязаны даже на небольшом стенде

Вот подходящий быстродействующий ОУ: http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/maxim/MAX410-MAX414.pdf

А здесь теория вопроса доходчиво: http://it-giki.com/blog/285.html

 

мне почему-то тоже подумалось про электромагнитный датчик. к тому же, скорость изменения ЭДС будет зависеть от скорости полета пули - можно попытаться в этом направлении увеличивать точность измерения

 

Речь идет об ЭМ ускорителе, в сети называемом gauss(или coil)gun. Мне очень не нравится это название, поэтому я постарался его обойти
Я когда-то собирал одноступенчатую модель, но у нее, конечно, отвратительный КПД.
Хочу попробовать собрать несколько ступеней, но тут встает задача точного включения ступеней, следующих за первой. Ардуино не будет использоваться для включения ступеней -- совершенно ни к чему, может будет какие-нибудь вспомогательные задачи решать. А мне предстоит разрядить конденсатор на катушку так, чтобы пиковый ток был, когда снаряд только влетит в катушку, а закончился он, когда центр снаряда окажется не дальше центра катушки. Я способен посчитать LRC-контур и подобрать необходимые параметры, но вопрос стал за моментом его включения.

 

Спасибо за советы, я погуглю упомянутые термины и посмотрю ссылки.

 

мне кажется, вам имеет смысл изобразить аналоговую схему управления, что-то вроде



толстые катушки - "разгонные"
тонкие катушки - "индуктивный датчик"
d - интегрирующий (видимо) каскад на быстром ОУ, управляющий быстрым ключом

задержки в d, видимо, подбираются экспериментально или просчитываются

 

А такой наивный вопрос: нельзя ли управляющую цепь замкунуть самим снарядом? Расположить контакты внутри ствола в виде едва пружинящих проволочек. По идее этого будет достаточно для открытия тиристора, а механические параметры можно подобать так, что они не оказывали влияния на снаряд.

 

ну, если вам не жалко одноразовые контакты и время включения тиристора вписывается в ваши требования ко времени разряда "мега-конденсатора" - почему бы и нет?

 

Уверен, что "дребезг" такого рода замыкателя отнимет больше сил, чем реализация бесконтактной схемы

 

а зачем дребезг обрабатывать? поймал первое замыкание - и открывай себе тиристор с нужной задержкой

проблемы, кмк, сугубо эксплуатационные - изготовление надежных (всегда срабатывающих) контактов, которые с большой вероятностью будут одноразовыми. да еще и не универсальными - вдруг захочется чем-н другим "пострелять", другого калибра, например?

имеет, имеет смысл сделать бесконтактные датчики

 

Тут уже смотрели?

 

О, такого форума не видел, спасибо!

 

Дребезг действительно незачем обрабатывать: ведь тиристор откроется сразу и полностью и будет держаться открытым, пока ток не прекратится.
Другой калибр -- маловероятно. Лучшее зацепление обеспечивается вблизи катушки. Так что снаряды рекомендуют делать максимально подогнанные к стволу, а ствол, соответственно, по возможности тонким.
Впрочем, буду читать про индукционные датчики, скорее всего, это то, что мне нужно.